Elements clau dels sistemes de connexió a terra de transformadors: mètodes, resistència i assaig

Per què la connexió a terra del transformador és un disseny essencial

La posada a terra dels neutres i les carcasses del transformador té tres finalitats: limita les tensions en fases sanes durant fallades a terra, proporciona un camí de retorn definit que permet que la protecció funcioni de manera selectiva i manté les tensions de tacte i de pas dins dels límits segurs per al personal. Un sistema de connexió a terra mal dissenyat converteix una fallada rutinària en una fallada d'aïllament o en un risc d'electrocució, de manera que el potencial del punt neutre, el mètode de connexió a terra i els valors de resistència s'han d'enginyar juntament amb les característiques de la xarxa.

Control de potencial de connexió a terra del punt neutre

El potencial de posada a terra del punt neutre s'ha de mantenir dins dels llindars segurs; un potencial excessivament elevat estressa l'aïllament i pot provocar avaria. Els neutres del transformador de distribució han d'estar connectats a terra de manera fiable i s'ha d'aplicar una connexió equipotencial de manera que totes les parts conductores exposades de la instal·lació romanguin al mateix potencial durant una fallada.

Mètodes de posada a terra

Connexió a terra sòlida (eficaç).

Adequat per a sistemes d'alta tensió de 110 kV i superiors, la connexió a terra sòlida limita la sobretensió en fases sanes i manté el sistema estable durant les fallades monofàsiques.

Bobina de supressió d'arc (bobina de Petersen) posada a terra

Ideal per a xarxes de distribució de 6 - 35 kV, la bobina compensa el corrent de càrrega capacitiva de la xarxa de manera que un corrent de falla a terra monofàsica-és prou petit com per permetre un funcionament continuat mentre es localitza la falla.

Connexió a terra de resistència

La connexió a terra de resistència controla el corrent de falla a un nivell definit, que es prefereix en llocs industrials amb requisits d'alta fiabilitat on la fallada s'ha de detectar ràpidament sense danys excessius.

Requisits de resistència de connexió a terra

La resistència a terra del transformador de distribució no ha de ser superior a 4 ohms.

Els elèctrodes de terra independents han de tenir una resistència no superior a 10 ohms.

Per a les reixetes de terra compostes, s'han d'aplicar correccions de coeficients estacionals perquè la resistència es mantingui dins dels límits en estacions seques i gelades.

Punts d'instal·lació i construcció

Els elèctrodes de terra s'han d'enterrar per sota de la capa de sòl congelat i mantenir-los allunyats de fonts de corrosió perquè la resistència es mantingui estable durant dècades de servei.

La secció transversal-del conductor de connexió a terra ha de satisfer el requisit d'estabilitat tèrmica per al corrent de curt-prospectu, de manera que el conductor no es sobreescalfi durant una fallada.

Les connexions han d'utilitzar soldadura exotèrmica o pinces de compressió aprovades per mantenir baixa la resistència de contacte; Les connexions cargolades s'han de ajustar al parell especificat i protegides contra la corrosió.

Tots els tancaments metàl·lics, el dipòsit, les pantalles de cables i el punt neutre s'han de connectar a la mateixa xarxa de connexió a terra.

Proves i Manteniment

La resistència de la connexió a terra s'ha de verificar trimestralment amb un provador de resistència de connexió a terra dedicat, utilitzant un mètode de caiguda-de-potencial o de fixació- adequat a la disposició de l'elèctrode. S'han de mantenir registres per punt de prova perquè es notin augments graduals de la resistència abans que es converteixin en un problema de seguretat. Després de qualsevol fallada a terra o llamp, s'han d'inspeccionar les connexions afectades i mesurar la resistència-.

Errors comuns de disseny

Utilitzant una sola vareta petita on la resistivitat del sòl requereixi una quadrícula o diverses varetes paral·leles.

Pintar o aïllar les superfícies de connexió, fet que augmenta la resistència de contacte.

Connectant el neutre i el recinte per diferents camins, creant perilloses diferències de potencial.

PMF

Quina és la resistència màxima de terra per a un transformador de distribució?

En general, es requereix que la connexió a terra del transformador de distribució no sigui superior a 4 ohms, amb elèctrodes independents de fins a 10 ohms; Els codis locals com ara GB 50065 o IEEE 142 s'han de comprovar pel valor aplicable.

Per què s'utilitzen bobines de supressió d'arc a les xarxes de 6 - 35 kV?

Compensen el corrent capacitiu de falla a terra-, que permet que la xarxa continuï funcionant durant una-falla-a-a terra única i redueix el risc de reinici de l'arc i sobretensió.

Amb quina freqüència s'ha de mesurar la resistència de connexió a terra?

Un requisit habitual és un control trimestral amb un verificador dedicat; la verificació anual és el mínim per a llocs estables i la mesura després de cada falla o llamp és una bona pràctica.

Per què s'han d'enterrar els elèctrodes per sota de la línia de gelada?

El sòl congelat té una resistivitat molt més alta, de manera que un elèctrode poc profund pot mostrar una lectura baixa a l'estiu i una resistència alta insegura a l'hivern; L'enterrament per sota de la línia de gelades manté la resistència estable durant tot l'any.

Es pot posar a terra el dipòsit del transformador a través del conductor neutre?

No. El neutre i el tancament s'han de connectar a la xarxa de terra, però el camí de terra de protecció no ha de dependre només del conductor neutre, perquè un neutre trencat activaria el recinte.